KR101379839B1 - 동축 이륜차 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 안정되게 선회동작을 실행 가능한 동축 이륜차 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 동축 이륜차는, 동축에 배치된 이륜을 구동하는 구동수단과, 선회지령을 입력하는 선회지령 입력수단과, 선회지령 입력수단에 의하여 입력된 선회지령에 의거하여 선회 게인에 따라 구동수단을 제어하여 선회동작을 실행시키는 제어수단을 구비하고 있다. 제어수단은, 뒤쪽 방향으로의 속도가 제 1 속도 이상의 후진상태에 있는 경우에, 선회 게인을 실질적으로 제로로 하고, 또한 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 제로보다 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

Description

동축 이륜차 및 그 제어방법{COAXIL TWO-WHEEL VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING SAME}

본 발명은 동축 이륜차 및 동축 이륜차의 제어방법에 관한 것으로, 특히, 선회 주행 기술에 관한 것이다.

최근, 자이로센서나 가속도센서 등을 사용하여 자기의 자세정보를 검출하고, 검출한 자세정보에 의거하여 구동제어를 행하는 이동체가 개발되고 있다. 이들 이동체에서는, 자이로센서와 가속도센서의 검출신호로부터 자기의 자세정보를 검출하여, 도립진자(倒立振子)에 의한 자세를 제어하는 원리에 의하여, 또는, 2족 보행 로봇 제어의 ZMP(제로 모멘트 포인트)제어의 원리에 의하여, 자기의 자세를 유지하도록 모터에 대한 회전지령을 연산하고, 모터 제어장치에 회전지령 데이터를 송신한다. 이와 같은 피드백제어에 의해 자기의 자세를 유지하고, 탑승자의 중심 자세 변화에 의해 주행할 수 있다.

예를 들면, 인간을 탑승시켜 주행하는 주행장치로서, 자기의 자세정보를 검출하고, 검출한 자세정보에 의거하여 구동제어를 행하는 여러가지 차체 구성, 차량구조의 주행장치가 제안되어 있다. 예를 들면 특허문헌 1과 특허문헌 2에는, 동축 상에 2차륜이 배치된 동축 이륜차가 개시되어 있다. 이와 같은 동축 이륜차는 구조 상 전후로 불안정한 것으로, 자세센서로부터의 피드백에 의해 차륜의 제어를 행하여 자세를 안정시킨다는 특징을 가지고 있다. 또, 전진, 후퇴, 좌우 선회 등의 차량의 조작에 대해서는, 탑승자의 중심 이동에 의한 지시나, 스텝의 경사에 의한 지시나, 조종간으로부터의 지시 등에 의해 행하여지고 있다. 또는, 외부로부터의 지령입력에 의한 원격조작이나, 자기의 궤도계획에 의거하는 자율 이동이 행하여지는 경우도 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특허 제3722493호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2006-315666호 공보

그러나, 선회 제어에 관하여, 지금까지의 단순한 제어방법에서는, 예를 들면, 선회 시에 부주의하게 핸들조작을 행하면, 안정성이 손상될 가능성이 있었다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 안정되게 선회동작을 실행 가능한 동축 이륜차 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 동축 이륜차는, 동축에 배치된 이륜을 구동하는 구동수단과, 선회지령을 입력하는 선회지령 입력수단과, 상기 선회지령 입력수단에 의해 입력된 선회지령에 의거하여 선회 게인(turning-gain)에 따라 상기 구동수단을 제어하여 선회동작을 실행시키는 제어수단을 구비한 동축 이륜차로서, 상기 제어수단은, 뒤쪽 방향으로의 속도가 제 1 속도 이상의 후진상태에 있는 경우에 상기 선회 게인을 실질적으로 제로로 하고, 또한 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 제로보다 큰 값으로 설정하는 것이다.

여기서, 상기 제어수단은, 후진상태에서 상기 제 1 속도와, 속도 제로와의 사이에서, 상기 선회 게인을, 연속적으로 변화시키는 것이 바람직하다.

또, 상기 제어수단은, 상기 선회 게인에 관하여 전진 모드와 후진 모드를 가지고, 상기 전진 모드에서는, 뒤쪽 방향으로의 속도가 제 1 속도 이상의 후진상태에 있는 경우에 상기 선회 게인을 실질적으로 제로로 하고, 또한 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 제로보다 큰 값으로 설정하며, 상기 후진 모드에서는, 앞쪽 방향을 플러스라 하고, 뒤쪽 방향을 마이너스라 하였을 때에, 차량 속도값이 증가함에 따라 선회 게인을 증가시키고, 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 실질적으로 제로로 설정하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제어수단은, 상기 전진 모드에 의해 제어하고, 또한 후진 이동하고 있는 상황에서, 차량이 비선회상태에 있고, 또한 상기 제 1 속도보다 느린 제 2 속도에 도달하였을 때에, 당해 전진 모드로부터 상기 후진 모드로 변환하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제어수단은, 상기 후진 모드에 의하여 제어하고, 또한 후진 이동하고 있는 상황에서, 차량이 비선회상태에 있고, 또한 상기 제 2 속도보다 느린 제 3속도에 도달하였을 때에, 당해 후진 모드로부터 상기 전진 모드로 변환하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제어수단은, 상기 후진 모드에 의하여 제어하고, 또한 전진 이동하고 있는 상황에서, 전진 모드와 후진 모드에서 선회 게인이 일치하는 제 4 속도에 도달하였을 때에, 당해 후진 모드로부터 상기 전진 모드로 변환하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 동축 이륜차의 제어방법은, 상기 선회지령 입력수단에 의해 입력된 선회지령에 의거하여 선회 게인에 따라 상기 구동수단을 제어하여 선회동작을 실행시키는 동축 이륜차의 제어방법에 있어서, 뒤쪽 방향으로의 속도가 제 1 속도 이상의 후진상태에 있는 경우에 상기 선회 게인을 실질적으로 제로로 하고, 또한 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 제로보다 큰 값으로 설정하는 것이다.

여기서, 후진상태에서 상기 제 1 속도와, 속도 제로와의 사이에서, 상기 선회 게인을, 연속적으로 변화시키는 것이 바람직하다.

또, 상기 선회 게인은, 전진 모드와 후진 모드를 가지고, 상기 전진 모드에서는, 뒤쪽 방향으로의 속도가 제 1 속도 이상의 후진상태에 있는 경우에 상기 선회 게인을 실질적으로 제로로 하고, 또한 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 제로보다 큰 값으로 설정하며, 상기 후진 모드에서는, 앞쪽 방향을 플러스라 하고, 뒤쪽 방향을 마이너스라 하였을 때에, 차량 속도값이 증가함에 따라 선회 게인을 증가시키고, 차량의 속도가 실질적으로 제로인 경우에 당해 선회 게인을 실질적으로 제로로 설정하는 것이 바람직하다.

또, 상기 전진 모드에 의해 제어하고, 또한 후진 이동하고 있는 상황에서, 차량이 비선회상태에 있고, 또한 상기 제 1 속도보다 느린 제 2 속도에 도달하였을 때에, 당해 전진 모드로부터 상기 후진 모드로 변환하는 것이 바람직하다.

또, 상기 후진 모드에 의해 제어하고, 또한 후진 이동하고 있는 상황에서, 차량이 비선회상태에 있고, 또한 상기 제 2 속도보다 느린 제 3 속도에 도달하였을 때에, 당해 후진 모드로부터 상기 전진 모드로 변환하도록 하여도 된다.

또, 상기 후진 모드에 의해 제어하고, 또한 전진 이동하고 있는 상황에서, 전진 모드와 후진 모드에서 선회 게인이 일치하는 제 4 속도에 도달하였을 때에, 당해 후진 모드로부터 상기 전진 모드로 변환하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 일 형태는, 탑승자를 태우는 스텝부(step portion)와, 상기 스텝부에 연결되어, 당해 동축 이륜차를 조작하기 위한 조작 레버부와, 상기 조작 레버부에 설치되어, 당해 동축 이륜차의 선회를 조작하기 위한 선회 조작부와, 상기 선회 조작부로부터 출력되는 조작신호에 따라, 선회 제어를 행하는 제어장치를 구비하는 동축 이륜차로서, 상기 제어장치는, 주행 시에, 상기 선회 조작부로부터의 조작신호에 따라 선회를 행할 때에, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차이다.

또, 이 일 형태에서, 상기 제어장치는, 상기 선회 조작부로부터의 조작신호와 게인값에 의거하여, 이륜간의 차륜 속도차를 결정하는 선회 속도 지령값을 산출하는 선회 제어부와, 차속도를 검출하는 차속도 검출부를 가지고, 상기 선회 제어부는, 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도가 제 1 문턱값 이상이 될 때, 상기 차속도가 증가함에 따라, 상기 게인값을 감소시켜도 되다.

또한, 이 일 형태에서, 상기 선회 제어부는, 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도에 반비례시켜, 상기 게인값을 감소시켜도 된다.

또한, 이 일 형태에서, 상기 선회 제어부는, 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도에 비례시켜, 상기 게인값을 감소시킴과 함께, 상기 차속도가 제 2 문턱값 이상이 될 때, 상기 게인값을 약 0으로 설정하여도 된다.

또, 이 일 형태에서, 상기 제어장치는, 주행 시에, 상기 선회 조작부로부터의 조작신호에 따라 선회를 행할 때에, 상기 선회 조작부로부터의 조작신호에 대한 조작감도를 저하시켜도 된다.

한편, 본 발명의 일 형태는, 탑승자를 태우는 스텝부와, 상기 스텝부에 연결되어, 당해 동축 이륜차를 조작하기 위한 조작 레버부와, 상기 조작 레버부에 설치되어, 당해 동축 이륜차의 선회를 조작하기 위한 선회 조작부와, 상기 선회 조작부로부터 출력되는 조작신호에 따라, 선회 제어를 행하는 제어장치를 구비하는 동축 이륜차의 제어방법으로써, 주행 시에, 상기 선회 조작부로부터의 조작신호에 따라 선회를 행할 때에, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차의 제어방법이어도 된다.

또, 본 발명의 일 형태는, 차속도를 검출하는 차속도 검출부와, 상기 차속도 검출부에 의해 검출되는 상기 차속도가 증가함에 따라, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어를 행하는 선회 제어부를 구비하고, 탑승자를 태워 이동하는 동축 이륜차로서, 상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 선회 반경의 감소를 억제시키는 선회 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차이다.

또, 이 일 형태에서, 상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 시간이 경과함에 따라, 이륜간의 차륜 속도차(差)를 결정하는 선회속도 지령값을 감소시켜도 된다.

또한, 이 일 형태에서, 상기 선회 제어부는, 게인값을 감소시킴으로써, 상기선회속도 지령값을 감소시키고 있고, 상기 차속도가 0 이 될 때 상기 게인값이 0 이 되도록 설정을 행하여도 된다.

또한, 이 일 형태에서, 상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 상기 차속도 검출부에 의해 검출된 상기 차속도가 저하함에 따라, 이륜간의 차륜 속도차를 결정하는 선회속도 지령값을 감소시켜도 된다.

또, 상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, (a) 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도가 소정값 미만일 때, 시간이 경과함에 따라, 이륜간의 차륜 속도차를 결정하는 선회속도 지령값을 감소시키고, (b) 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도가 소정값 이상일 때, 상기 차속도가 저하함에 따라, 상기 선회속도 지령값을 감소시켜도 된다.

또한, 이 일 형태에서, 탑승자를 태우는 스텝부와, 상기 스텝부에 연결되어, 당해 동축 이륜차를 조작하기 위한 조작 레버부와, 상기 조작 레버부에 설치되어, 당해 동축 이륜차의 선회를 조작하기 위한 선회 조작부를 더 구비하고 있어도 된다.

또한, 이 일 형태에서, 상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 상기 조작 레버부 또는 상기 선회 조작부로부터의 조작신호에 대한 조작감도를 저하시킴으로써, 상기 선회 반경의 감소를 억제시켜도 된다.

또한, 이 일 형태에서, 당해 동축 이륜차의 자세값을 검출하는 자세센서와, 상기 자세센서에 의해 검출된 상기 자세값에 의거하여, 자세속도 지령값을 산출하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 상기 자세속도 지령값과, 상기 선회 제어부로부터의 상기 선회속도 지령값으로부터 산출되는 차륜 속도 지령값에 의거하여, 차륜을 회전 구동하는 차륜 구동부를 더 구비하고 있어도 된다.

한편, 본 발명의 일 형태는, 차속도를 검출하는 차속도 검출공정과, 상기 차속도 검출공정에서 검출되는 상기 차속도가 증가함에 따라, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어를 행하는 선회 제어공정을 포함하는, 탑승자를 태워 이동하는 동축 이륜차의 제어방법으로서, 상기 선회 제어공정에서, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 선회 반경의 감소를 억제시키는 선회 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차의 제어방법이어도 된다. 이 일 형태에 의하면, 동축 이륜차의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 안정되게 선회동작을 실행 가능한 동축 이륜차 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

도 1은 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 차량 제어의 구성을 나타내는 제어 블럭도,
도 2는 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차에 탑승자가 승차하여 선회동작을 실행하는 모양을 설명하기 위한 도,
도 3은 일반적인 선회 게인을 설명하기 위한 그래프,
도 4는 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어에서의 선회 게인을 설명하기 위한 그래프,
도 5는 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어에서의 선회 게인을 설명하기 위한 그래프,
도 6은 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어 알고리즘을 나타내는 상태 천이도,
도 7은 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 구성을 나타내는 정면도,
도 8은 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 시스템 구성의 일례를 나타내는 블럭도,
도 9는 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어장치의 제어 블럭도,
도 10은 차속도(V)에 반비례시켜 게인값(G)을 점감시키는 상태의 일례를 나타내는 도,
도 11은 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어처리 흐름의 일례를 나타내는 흐름도,
도 12는 차속도(V)에 비례시켜 게인값(G)을 점감시키는 상태의 일례를 나타내는 도,
도 13은 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 시스템 구성의 일례를 나타내는 블럭도,
도 14는 선회 중에 브레이크 제어를 실행 개시하였을 때, 시간에 비례하여 게인값을 감소시키는 상태의 일례를 나타내는 도,
도 15는 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어처리 흐름의 일례를 나타내는 흐름도,
도 16은 선회 중에 브레이크 제어를 실행 개시하였을 때, 차속도에 비례하여 게인값을 감소시키는 상태의 일례를 나타내는 도,
도 17은 본 발명의 실시형태에 관한 동축 이륜차의 제어처리 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.

발명의 실시형태 1.

도 1은, 본 실시형태 1에 관한 동축 이륜차의 차량 제어의 구성을 나타내는 블럭도이다. 검출기(1)는, 차량 피치 각도(자세 각도), 차량 피치 각속도(자세 각속도), 차량 위치, 차량 속도 등의 차량의 자세정보를 검출한다.

선회 조작장치(2)는, 차량의 선회 각도 지령 및 선회 각속도 지령을 생성한다. 선회 조작장치(2)는, 예를 들면, 탑승자에 의한 핸들의 조작이나, 탑승자에의한 선회 핸들의 조작 등을 받아, 이들 조작량에 따른 선회 각도 지령 및 선회 각속도 지령을 생성한다. 또, 선회 조작장치(2)로서는, 본 출원인이 이미 제안하고 있는, 탑승자의 중심 이동에 의해 경사진 차량의 롤 각도에 따라 선회 지령을 입력하는 기술(상기 특허문헌 1 참조)을 적용하도록 하여도 된다. 또한, 이하에서는, 선회 각도 지령 및 선회 각속도 지령을, 각각 요 각도 지령 및 요 각속도 지령으로서 설명한다.

제어장치(3)는, 차량을 목표값인 차량 피치 각도 지령, 차량 피치 각속도 지령, 차량 위치 지령이나 차량 속도 지령에 대하여, 안정적으로 따르도록 제어한다. 즉, 제어장치(11)는, 이들 목표값과 검출장치(5) 및 선회 조작장치(6)로부터 입력되는 정보에 의거하여, 쓰러지지 않도록 전체계(全體系)를 안정화시키는 데 필요한 구동 토오크를 계산하여, 구동 유닛(4A, 4B)의 각 모터를 구동한다. 구동 유닛(4A, 4B)의 각 모터의 회전에 따르는 차륜의 차륜 각도 및 차륜 각속도가 제어장치(11)에 피드백된다. 이와 같은 차량 제어의 구성에 의하여 동축 이륜차는, 탑승자가 중심을 전후로 어긋나게 함으로써 전진 후퇴를 행하고, 탑승자가 선회 조작장치(2)를 조작함으로써 좌우 선회를 행한다.

통지장치(5)는, 전진 모드로부터 후진 모드로 변환된 것을 소리나 빛으로 탑승자에게 알리는 수단이다. 이 통지장치(5)는, 스피커 등의 소리 출력수단이나, LED 소자 등의 광출력수단에 의해 구성된다.

본 발명의 실시형태 1에 관한 동축 이륜차에 탑승자가 승차하여, 선회동작을 실행하는 모양을 도 2에 나타낸다.

당해 동축 이륜차(10)는, 분할 스텝(11L, 11R), 차량 본체(12), 차륜(13L, 13R), 차륜 구동 유닛(14L, 14R), 조작레버(15) 등을 구비하고 있다. 2개의 분할 스텝(11L, 11R)은, 운전자가 탑승하는 스텝 플레이트의 일례이다. 차량 본체(12)는, 분할 스텝(11L, 11R)을 롤 방향(X)으로 자세 변경 가능하게 각각 지지하고 있다. 1쌍의 차륜(13L, 13R)은, 차량 본체(12)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 차륜(13L, 13R)을 회전 구동하는 차륜 구동수단의 일구체예이다. 조작레버(15)는, 분할 스텝(11L, 11R)의 자세를 차량 본체(12)를 거쳐 간접적으로 변화시키는 조작 레버이다.

분할 스텝(11L, 11R)은, 운전자가 한쪽 발씩 얹어 탑승하는 것으로, 사람의 발의 크기와 동일한 정도이거나 또는 약간 크게 형성된 편평한 1쌍의 판체로 이루어진다. 차량 본체(12)는, 서로 평행을 이루어 상하에 배치된 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)와, 서로 평행을 이루어 좌우에 배치됨과 함께 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)와 회동 가능하게 연결된 1쌍의 측면부재(18L, 18R)를 가지는 평행 링크기구로서 구성되어 있다. 이 평행 링크기구의 차체 상부재(16)와 차체 하부재(17)의 사이에는, 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)와 1쌍의 측면부재(18L, 18R)가 이루는 각도를 각각 직각으로 유지하도록 스프링력을 발생하는 1쌍의 코일스프링(19L, 19R)이 개재되어 있다.

1쌍의 측면부재(18L, 18R)의 각 외면에는, 차륜 구동유닛(14L, 14R)이 각각 설치되어 있다. 차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 예를 들면, 전동모터와, 그 전동모터의 회전축에 동력 전달 가능하게 연결된 감속 기어열 등에 의해 구성할 수 있다. 각 차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 각 측면부재(18L, 18R)에 고정되는 고정부와, 그 고정부에 회전 자유롭게 지지된 회전부로 이루어지고, 그 회전부에 1쌍의 차륜(13L, 13R)이 각각 설치되어 있다. 이와 같이 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)을 거쳐 1쌍의 측면부재(18L, 18R)에 지지된 1쌍의 차륜(13L, 13R)은, 평탄한 노면 상에 놓았을 때에는, 서로의 회전 중심이 동일 축심선 상에 일치하게 된다.

또, 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)의 좌우방향 중앙부에는, 조작레버 브래킷(24)이 설치되어 있다. 상부 앞쪽 회동 지지축(25)의 축선단부는 차체 상부재(16)의 앞면에 설치한 구멍에 끼워 맞춰져 있고, 차체 상부재(16)의 앞면을 관통하는 고정 나사(7)에 의해 조여져 고정되어 있다. 조작 레버 브래킷(24)의 앞면부의 하부 중앙 베어링 구멍에는 하부 앞쪽 회동 지지축(29)이 회동 가능하게 끼워 맞춰져 있다. 이 하부 앞쪽 회동 지지축(29)을 회동의 중심으로 하여 조작 레버 브래킷(24)이 롤 방향(X)으로 회동된다. 또한, 조작레버 브래킷(24)의 롤 방향(X) 으로의 회동량(회동 각도)을 거쳐 조작레버(15)의 조작량(회동량)을 검출하기 위하여, 상부 앞쪽 회동 지지축(25)에는, 조작 레버 브래킷(24)의 경사 각도를 검출하는 각도 검출센서가 설치되어 있다.

조작 레버 브래킷(24)의 끼워 맞춤부에는, 조작레버(15)의 하단부가 고정되어 있다. 조작레버(15)는, 끼워 맞춤부에 끼워 맞추어 고정되는 핸들 포스트(35)와, 이 핸들 포스트(35)의 상단부에 설치된 핸들 레버(36)로 이루어져 있다. 또한, 핸들 레버(36)의 한쪽 돌기부의 상단부에는, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어할 수 있는 선회 조작링(37)이 설치되어 있다. 선회 조작링(37)은, 수동조작에 의해 차량의 선회동작을 제어하는 것으로, 선회동작을 위한 액셀러레이터링을 하는 것이다. 이 선회 조작링(37)을, 운전자가 선회하고 싶다고 생각하는 원하는 방향으로 회동함으로써, 그 조작량에 따른 신호가 뒤에서 설명하는 제어장치에 출력된다. 이에 의하여, 선회 조작링(37)의 조작량에 따라 제어장치가 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어하고, 좌우의 차륜(13L, 13R)에 회전차를 일으키게 하여 원하는 속도로 선회 주행할 수 있다. 여기서, 선회 조작링(37)이나 조작레버 등의 선회동작 입력수단에 의해 선회입력에 대한, 제어장치에 대한 선회 지령값 출력의 비를 선회 게인이라 부른다.

동축 이륜차(10)에 승차한 탑승자가, 조작레버(15)를 경사시키면, 좌우의 모터(18L, 18R)에 주는 토오크 지령, 또는 속도 지령에 차분이 발생하여, 선회동작을 행할 수 있다. 예를 들면, 조작레버(15)를 탑승자의 좌측에 대하여 경사시킨 경우에는, 모터(18L)에 대한 지령값에는 마이너스, 18R의 지령값에는 플러스의 선회 보정값이 가해진다. 그 결과, 좌측 타이어(13L)에 대하여 우측 타이어(13R)가 상대적으로 전진하고, 차량 및 탑승자는 좌측, 위에서 본 경우는 반시계방향으로 선회한다. 이 때, 차량이 전진하고 있다고 가정하면 선회 바깥쪽 즉 우측을 향하여 발생하는 원심력과 탑승자가 좌측, 즉 선회 안쪽으로 쓰러지려고 하는 힘이 조화를 이루어, 밸런스 좋게 선회 주행을 계속할 수 있다.

그런데, 차량이 후진하고 있다고 가정하면, 우측 타이어(13R)에 대하여 좌측 타이어(13L)가 상대적으로 후진하고, 위에서 본 경우는 반시계방향으로 선회한다. 원심력은 선회 바깥쪽 즉 좌측에 발생하게 되어, 밸런스가 잡히지 않게 된다. 속도에 따라서는 선회 바깥쪽으로 전도(轉倒)되는 것도 생각할 수 있다.

이 이유에 대하여 도 3에 나타내는 그래프를 참조하면서 해설한다. 도 3에 나타내는 그래프에서 세로축은 선회 게인을, 가로축은 차량 속도를 각각 나타내고 있다.

도 3에 나타내는 그래프에서, 제 1 사분면과 제 3 사분면은, 탑승자의 경사와 원심력이 조화를 이루는 안전영역이나, 제 2 사분면과 제 4 사분면은, 양자가 조화를 이루지 않는 위험영역이다. 여기서, 선회 게인(A)은, 속도변화에 대하여 무관계하게 일정한 값을 취하는 것이기 때문에, 속도가 마이너스, 즉 차량이 후진상태에 있으면, 제 2 사분면의 위험영역에 들어가고, 탑승자의 경사와 원심력이 조화를 이루지 않는 상태가 된다.

그래서, 위험영역인 제 2 사분면에 들어 가지 않도록, 선회 게인(B)으로 나타내는 바와 같이, 선회 게인을 속도에 비례시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 선회 게인(B)을 채용한 경우에는, 속도가 변화되었다 하여도 위험영역인 제 2 사분면 및 제 4 사분면 중 어느 것에도 들어 가지 않기 때문에 안전하나, 속도 제로 시에 선회할 수 없다. 즉, 선회 게인(B)을 채용하면, 동축 이륜차는, 즉각 선회할 수 없게 되어, 사용성이 나빠진다. 또, 선회 게인의 라인이 불연속이 되면, 어느 속도를 경계로 갑자기 선회방향이 변환되는 등 불안정해진다는 문제가 발생한다.

본 실시형태 1에 관한 동축 이륜차에서의 선회 게인을 도 4의 그래프에 나타낸다. 속도가 0 이상인 전진 시는 선회 게인은 일정한 플러스의 값(K1), 속도가 V2(V2는 마이너스의 소정값) 이하에서의 선회 게인은 제로이다. 그리고, 속도가 0∼V2 사이는, 단순한 비례 또는 2차식 등을 사용하여 연속적으로 변화(이 예에서 점증)하도록 선회 게인을 설정한다.

이와 같이 선회 게인을 설정하면, 속도가 V2 이하의 후진 시에는, 조작레버를 경사시켜도 선회 게인은 실질적으로 제로이기 때문에 차량은 선회동작을 행하지 않으므로, 원심력은 발생하지 않고, 전도의 위험성을 예방할 수 있다. 그 한편으로, 속도 제로 시에 조작레버를 경사시키면, 선회 게인은 플러스의 값(K1)이기 때문에, 즉각 선회를 행할 수 있다. 또한, 선회동작을 계속하여, 그대로 후진하여 가서, 후진방향으로의 속도가 증가하면, 이것에 따라서 선회 게인은 저하하여 제로에 근접해 가기 때문에, 점차로 선회동작은 적어져, 정지한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태 1에 관한 동축 이륜차의 제어방법에 의하면, 즉각 선회의 기능을 유지하면서, 후진 시의 선회동작에서의 전도 등의 문제를 회피할 수 있다는 효과를 가진다. 구체적으로는, 본 실시형태 1에서는, 선회 게인을 속도 제로 이하에서 점감하고, 뒤쪽 방향에 대하여 소정의 속도 이상의 속도로 이동하는 경우에는, 선회동작을 금지함으로써, 원심력의 발생을 방지하여, 전도를 예방할 수 있다. 탑승자는, 비교적 천천하게 한 속도로, 후진 시에도 선회 안쪽으로 경사짐으로써 원심력과 조화를 이루는 안정된 선회 주행을 행할 수 있다. 이 때 차량속도 제로 시의 선회 게인을 제로보다 큰 값으로 함으로써, 즉각 회전이 가능해진다.

발명의 실시형태 2.

본 실시형태 2에 관한 동축 이륜차에서의 선회 제어에서는, 선회지령 입력에 대한 선회지령 출력의 관계식을 전진 모드와 후진 모드의 2계통을 가지고, 승차 중에 모드를 자동적으로 변환하고 있다.

본 실시형태 2에 관한 동축 이륜차에서의 선회 제어에 대하여, 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다. 도 5는, 당해 선회 제어에서 사용되는 선회 게인을 나타내는 그래프이다. 이 선회 게인(D)은, 2개의 프로파일을 가지고, 실선으로 나타내는 전진 모드 프로파일에 관한 선회 게인(D1)과, 점선으로 나타내는 후진 모드 프로파일에 관한 선회 게인(D2)으로 구성되어 있다. 실선으로 나타내는 전진 모드에 관한 선회 게인(D1)은, 발명의 실시형태 1에서의 선회 제어에서 사용한 선회 게인과 동일하다.

일점 쇄선으로 나타내는 후진 모드에 관한 선회 게인(D2)은, 본 실시형태 1과 동일한 사고방식에 의거하여 설정되어 있다. 구체적으로는, 속도가 마이너스의 값인 V3보다 작은(즉, 후진방향으로의 속도가 V3보다 크고, 빠른) 경우에, 선회 게인(D2)은, 마이너스의 일정값(K2)으로 설정되어 있다. 또, V3보다 큰 영역에서는, 속도의 증가에 정비례하여 선회 게인이 증가하고 있다. 차량의 속도가 제로일 때, 선회 게인(D2)은 제로이다. 플러스의 값인 V4(예를 들면, 전진방향에 대하여 5.0 km/h)에서, 속도의 증가에 정비례하여 증가한 선회 게인(D2)은, K1이 되고, 전진 모드에 관한 선회 게인(D1)과 동일한 값을 취한다.

단, 전진 모드와 후진 모드는 불연속이기 때문에, 본 실시형태에 관한 선회제어에서는, 불연속을 탑승자에게 느끼게 하지 않도록, 모드 변환을 행하기 위하여, 도 6에 나타내는 알고리즘을 사용하고 있다.

도 5에 나타내는 선회 게인(D)의 변환 포인트(P1)는, 전진 모드로부터 후진 모드로의 변환에 상당하고, 도 6에 나타내는 알고리즘에서의 조건 1에 상당하고 있다. 조건 1은, 속도가 -0.5 km/h 이상이고(즉, 뒤쪽으로 0.5 km/h 이상의 속도로 내려 가는 것), 또한 조작레버(15)가 중립위치에 있다는 것이다. 구체적으로는, 전진 모드에서, 곧장 뒤쪽으로 수십 센티미터 후퇴하면 자동적으로 후진 모드로 변환된다. 이 때, 조작레버(15)를 좌우 어느 쪽으로 경사시킨 상태에서 모드의 변환을 행하면, 선회가 불연속이 되기 때문에, 선회하지 않는, 즉 조작레버(15)가 중립위치에 있다는 조건도 덧붙여지고 있다.

이 때, 전진 모드로부터 후진 모드로 변환된 것을 소리나 빛으로 통지장치(5)에 의해 탑승자에게 알리도록 하여도 된다. 구체적으로는, 동축 이륜차의 일부에 스피커 등의 소리 출력수단이나, LED 소자 등의 광출력수단을 설치하고, 제어장치(3)는, 전진 모드로부터 후진 모드로 변환된 것을 트리거로 하여, 이들의 소리 출력수단·광출력수단에 대하여, 소리나 빛을 출력하도록 명령한다. 소리 출력수단이나 광출력수단은, 당해 명령에 따라, 소리나 빛을 출력한다.

전진 모드에서 조작레버(15)를 좌우 어느 쪽으로 경사시킨 상태에서 후진을 계속한 경우에는, 후진 모드로는 변환되지 않고, 전진 모드 그대로가 되기 때문에, 선회가 정지된다. 이 때, 탑승자가 조작레버를 중립으로 되돌리면, 전진 모드로부터 후진 모드로의 변환이 발생한다.

후진 모드로부터 전진 모드로의 변환은, 선회 게인(D)의 포인트(P2) 및 포인트(P3)에서 발생한다. 예를 들면, 포인트(P2)의 차량 속도는 -1.0 km/h 이고, 포인트(P3)의 차량 속도는 -0.5 km/h 이다. 포인트(P2)에서의 변환은, 도 6에 나타내는 알고리즘의 조건 2를 충족한 경우에 발생한다. 조건 2는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 차량의 속도가 -0.5 km/h 이상(즉, 뒤쪽으로 0.5 km/h 이상의 속도)이고, 또한 조작레버(15)가 중립위치에 있는 경우이다.

이 때, 전진 모드와 후진 모드의 빈번한 변환을 방지하기 위하여, 포인트(P1)와 포인트(P2)의 속도는 동일하지 않고, 소정값 이상의 차를 마련함으로써, 변환 조건에 히스테리시스를 가지게 하는 것이 바람직하다.

또 하나의 변환 포인트(P3)는, 전진 모드와 후진 모드에서 선회 게인이 일치하는 포인트로서, 후진 모드에서 전진으로의 속도가 증가하고, 선회 게인(D2)이 이것에 따라 증가하여 선회 게인(D2)이 K1에 도달한 경우에 변환되는 포인트이다. 이 경우는, 조작레버(15)가 중립위치가 아니고, 좌우 중 어느 한쪽으로 경사진 상태에서 차량이 선회동작 중이어도, 조작레버(15)가 중립위치에 있는 경우와 마찬가지로, 모드가 후진 모드로부터 전진 모드로 변환된다.

또한, 상기한 예에서는, 후진 모드와 전진 모드의 변환조건은, 차량의 속도와 선회지령 입력의 유무의 양쪽에 의해 결정하였으나, 이것에 한정하지 않고, 차량의 속도에만 의거하여 결정하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태 2에 관한 동축 이륜차의 제어방법에 의하면, 즉각(on-the-spot) 선회의 기능을 유지하면서, 후진 시의 선회동작에서의 전도 등의 문제를 회피할 수 있다는 효과를 가진다. 본 실시형태에서는, 특히, 전진 시, 정지 시, 후진 시의 선회와 원심력의 방향의 모순을 해소하여, 어느 속도영역에서도 안정된 선회주행을 실현할 수 있다.

발명의 실시형태 3.

도 7은, 본 실시형태 3 내지 5에 관한 동축 이륜차의 구성을 나타내는 정면도이다. 또, 도 8은, 본 실시형태 3에 관한 동축 이륜차의 시스템 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 또한, 본 명세서에서, 피치축이란, 1쌍의 차륜(13L, 13R)의 차축에 상당하는 축이다. 또, 롤축이란, 차량 본체(12)의 중심을 지나, 동축 이륜차(10)의 주행방향과 평행을 이루는 축이다. 또한, 요축이란, 차량 본체(12)의 중심을 지나, 동축 이륜차(10)가 주행하는 노면(E)과 수직을 이루는 축이다. 본 실시형태에 관한 동축 이륜차(10)는, 차량 본체(12)와, 차륜(13L, 13R)과, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)과, 조작레버(15)와, 선회 조작링(37)과, 제어장치(46)를 구비하고 있다.

조작레버(15)는, 이것을 전후방향으로 경사시킴으로써, 동축 이륜차(10)의 전진 또는 후퇴조작이 실행되고, 롤방향으로 경사시킴으로써, 동축 이륜차(10)의 선회조작이 실행되는 조작부이다.

이와 같은 조작레버(15)는, 그 하단부가 조작레버 브래킷(24)에 고정되어 있다. 또, 조작레버(15)는, 핸들 포스트(35)와, 핸들 포스트(35)의 상단부에 설치된 핸들 레버(36)로 구성되어 있다.

핸들 레버(36)의 한쪽의 돌기부의 상단부에는, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어할 수 있는 선회 조작링(선회 조작부)(37)이 설치되어 있다. 선회 조작링(37)은, 탑승자에 의해 선회하고 싶다고 생각하는 원하는 방향으로 회동 조작되었을 때, 그 조작량 및 조작방향을 검출하는 포텐시오미터 등의 위치 검출부를 내장하고 있다. 또, 선회 조작링(37)은, 위치 검출부에 의해 검출된 조작량 및 조작방향에 따른 조작신호를, 제어장치(46)에 대하여 출력한다.

제어장치(46)는, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어하여, 좌우의 차륜(13L, 13R)에 회전차를 일으키게 한다. 이에 의하여, 동축 이륜차(10)는, 원하는 차속도 및 방향에서 선회 주행할 수 있다.

좌우의 차륜(13L, 13R)에는, 각 차륜(13L, 13R)의 차륜 속도를 검출하는 차륜 속도센서(20L, 20R)가, 각각 설치되어 있다. 차륜 속도센서(20L, 20R)는, 검출한 각 차륜(13L, 13R)의 차륜 속도를, 제어장치(46)에 대하여 출력한다.

핸들 레버(36)의 다른쪽 돌기부의 상단부에는, 하차 스위치(38)가 설치되어 있다. 하차 스위치(38)는, 하차 보조제어를 실행시키는 트리거가 되는 하차 보조개시 트리거신호를 발생시키는 스위치이다. 탑승자가 하차 스위치(38)를 누르면, 하차 보조개시 트리거신호가, 제어장치(46)에 대하여 공급된다. 제어장치(46)는, 하차 보조개시 트리거신호에 따라, 하차 보조제어의 실행을 개시한다.

차량 본체(12)는, 조작레버(15)를 롤방향으로 회전 자유롭게 지지한다. 1쌍의 차륜(13L, 13R)은, 차량 본체(12)의 주행방향과 직교하는 방향의 양측에서 동축 상에 배치됨과 함께, 당해 차량 본체(12)에 회전 자유롭게 지지되어 있다. 차량 본체(12)의 상면에는, 조작레버(15)의 좌우 양측에 2개의 스텝부(11L, 11R)가 설치되어 있다.

각 스텝부(11L, 11R)에는, 스텝센서(39L, 39R)가 각각 설치되어 있다. 각 스텝센서(39L, 39R)는, 예를 들면 중량센서에 의해 구성되어 있다. 또, 각 스텝센서(39L, 39R)는, 각 스텝부(11L, 11R)에 탑승자의 발이 얹혀져 있는지의 여부를 검출하여, 발이 얹혀져 있는 경우에 발 검지신호를 제어장치(46)에 대하여 공급한다.

차량 본체(12)는, 서로 평행을 이루어 상하 배치된 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)와, 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)와 회동 가능하게 연결된 1쌍의 측면부재(18L, 18R)를 가지는 평행 링크기구로서 구성되어 있다. 이 평행 링크기구의 차체 상부재(16)와 차체 하부재(17)의 사이에는, 차체 상부재(16) 및 차체 하부재(17)와, 1쌍의 측면부재(18L, 18R)가 이루는 각도를 각각 직각으로 유지하도록 스프링력을 발생하는, 1쌍의 코일 스프링(19L, 19R)이 개재되어 있다.

1쌍의 측면부재(18L, 18R)의 각 외면에는, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)이 각각 설치되어 있다. 차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 1쌍의 차륜(13L, 13R)을 독립하여 회전 구동하는 차륜 구동수단이다. 각 차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 예를 들면, 차륜 구동모터와, 그 차륜 구동모터의 회전축에 동력 전달 가능하게 연결된 감속기어에 의하여 구성할 수 있다.

차량 본체(12)의 회동 지지축(25)에는, 조작레버(15)의 조작량(회동량)을 검출하기 위한 각도 검출센서(31)가 설치되어 있다. 각도 검출센서(31)로서는, 예를 들면, 포텐시오미터나 바리콘구조(variable-condenser structure)의 센서 등을 적용할 수 있다.

조작레버(15)의 기초부인 조작레버 브래킷(24)의 상면에는, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R), 제어장치(46), 그 밖의 전자기기, 전기장치 등에 대하여 전력을 공급하는 전원(40)의 일구체예를 나타내는 배터리(40)가 설치되어 있다. 배터리(40)는, 전원 커버(41)에 의해 덮여져 있다.

차체 상부재(16)의 박스체부에는, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)을 구동하는 구동회로(44L, 44R)가 내장되어 있다. 또, 차체 하부재(17)에는, 차량 본체(12)나 조작레버(15) 등의 자세를 검출하여, 그것들의 검출신호를 출력하는 자세검출수단인 자세센서 유닛(45)과, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)을 구동 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어장치(46)가 설치되어 있다.

제어장치(46)는, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호, 자세센서 유닛(45)으로부터의 검출신호, 각도 검출센서(31)로부터의 검출신호, 하차 스위치(38)로부터의 하차 보조개시 트리거신호, 스텝센서(39)로부터 발 검출신호 등에 의거하여, 소정의 연산처리를 실행하고, 필요한 제어신호를, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R) 에 대하여 출력한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제어장치(46)는, 예를 들면, 마이크로컴퓨터(CPU)를 가지는 연산회로(47)와, 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 그 밖의 RAM, ROM 등을 가지는 기억장치(48)를 구비하고 있다.

제어장치(46)에는, 배터리(40)와 1쌍의 구동회로(44L, 44R)가 접속되어 있다. 또, 배터리(40)와 1쌍의 구동회로(44L, 44R)는, 비상 정지 스위치(49)를 거쳐 접속되어 있다. 1쌍의 구동회로(44L, 44R)는, 1쌍의 차륜(13L, 13R)의 회전 속도나 회전방향 등을 독립하여 제어함으로써, 이들 구동회로(44L, 44R)에 1쌍의 차륜 구동유닛(14L, 14R)이 개별로 접속되어 있다.

제어장치(46)에는, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호와, 각도 검출센서(31)로부터의 검출신호와, 자세센서 유닛(45)으로부터의 검출신호와, 하차 스위치(38)로부터의 하차 보조개시 트리거신호와, 스텝센서(39)로부터 발 검출신호가 공급된다.

자세센서 유닛(45)은, 예를 들면, 동축 이륜차(10)의 주행 시에 있어서의 차량 본체(12)의 피치 각도(β), 피치 각속도(βd), 가속도 등을 검출한다. 또, 자세센서 유닛(45)은, 예를 들면, 자이로센서와, 가속도센서로 구성되어 있다. 조작레버(15)를 앞쪽 또는 뒤쪽으로 경사시키면, 차량 본체(12)의 스텝부(11L, 11R)가 동일한 방향으로 경사지게 되나, 이 자세센서 유닛(45)은, 이와 같은 경사에 대응한 피치 각속도(βd)나 가속도를 검출한다.

그리고, 제어장치(46)는, 자세센서 유닛(45)에 의해 검출된 차량 본체(12)의 피치 각속도(βd)나 가속도에 의거하여, 조작레버(15)의 경사방향으로 차량이 이동하도록, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)을 구동 제어한다.

도 9는, 본 실시형태 3 내지 5에 관한 동축 이륜차의 제어장치의 제어 블럭도를 나타내고 있다. 제어장치(46)의 연산회로(47)는, 동축 이륜차(10)의 차속도 (V)를 검출하는 차속도 검출부(46a)와, 자세속도 지령값(Vp)을 산출하는 제어부(46b)와, 선회속도 지령값(Vr)을 산출하는 선회 제어부(46c)를 가지고 있다.

차속도 검출부(46a)는, 차륜 속도 센서(20L, 20R)로부터 출력된 각 차륜(13L, 13R)의 차륜 속도에 의거하여 주지의 연산처리를 행하여, 동축 이륜차(10)의 차속도(V)를 검출한다.

제어부(46b)는, 자세센서 유닛(45)에 의해 검출된 차량 본체(12)의 피치 각도(β)와, 피치 각속도(βd)와, 피치 각도 지령값(βr)과, 피치 각속도 지령값(βdr)에 의거하여, 하기 식(1)을 이용하여, 자세속도 지령값(Vp)을 산출한다.

자세속도 지령값(Vp) = Kpp·(βr-β) + Kdp·(βdr - βd) + KipS·(βr-β)dt 식(1)

또한, 상기 식(1)에서, Kpp, Kdp, 및 KipS는, 제어 게인 파라미터이고, 적절한 값이 설정된다. 또, 제어부(46b)는, 입력된 피치 각도 지령값(βr) 및 피치 각속도 지령값(βdr)과, 검출된 피치 각도(β) 및 피치 각속도(βd)와의 차를 각각 0에 수속시키도록 PID 제어를 행한다.

예를 들면, 피치 각도 지령값(βr) 및 피치 각속도 지령값(βdr)은, 0으로 설정되고, 탑승자의 중심 이동에 의해 생기는 차량 본체(12)의 피치 각도(β) 및 피치 각속도(βd)가, 0이 되는 바와 같은 PID 제어가 행하여진다. 또한, 제어부(46b)가 PID 제어를 행하는 경우에 대하여 상기 설명하였으나, 이것에 한정하지 않고, 상태 피드백제어, H∞제어, 퍼지제어 등을 행하여도 된다.

선회 제어부(46c)는, 트레드폭(Lt)과, 요 각도 지령값(γdr)과, 차륜 반경(Rw)에 의거하여, 하기 식(2)를 이용하여, 선회속도 지령값(Vr)을 산출한다.

선회속도 지령값(Vr) = Lt·γdr/Rw 식(2)

여기서, 트레드폭(Lt) 및 차륜 반경(Rw)은, 미리 기억장치(48)에 기억되어 있다. 또, 선회 제어부(46c)는, 상기 식(2)의 요 각도 지령값(γdr)을, 뒤에서 설명하는 게인값(G)과, 선회 조작링(37)으로부터의 조작량(X)에 의거하여, 하기 식(3)을 이용하여, 산출한다.

요 각도 지령값(γdr) = G·X 식(3)

또한, 선회 제어부(46c)는, 요 각도 지령값(γdr)을, 선회 조작링(37)으로부터의 조작량(X)에 의거하여 산출하고 있으나, 각도 검출센서(31)로부터의 조작신호 (X)에 의거하여 산출하여도 된다.

그리고, 제어장치(46)는, 제어부(46b)에 의해 산출된 자세속도 지령값(Vp)과, 선회 제어부(46c)에 의해 산출된 선회속도 지령값(Vr)에 의거하여, 하기 식(4)를 이용하여, 좌측 차륜 속도 지령값(VL)을 산출한다.

좌측 차륜 속도 지령값(VL)=자세속도 지령값(Vp)-선회속도 지령값(Vr) 식(4)

제어장치(46)는, 산출한 좌측 차륜 속도 지령값(VL)을, 구동회로(44L)를 거쳐 좌측의 차륜 구동 유닛(14L)에 대하여 출력한다. 차륜 구동 유닛(14L)은, 좌측 차륜 속도 지령값(VL)에 의거하여 차륜 구동 모터를 제어하여, 좌측 차륜(13L)의 회전을 제어한다.

한편으로, 제어장치(46)는, 제어부(46a)에 의해 산출된 자세속도 지령값(Vp)과, 선회 제어부(46c)에 의해 산출된 선회속도 지령값(Vr)에 의거하여, 하기 식(5)를 이용하여, 우측 차륜 속도 지령값(VR)을 산출한다.

우측 차륜 속도 지령값(VR)=자세속도 지령값(Vp)+선회속도 지령값(Vr) 식(5)

제어장치(46)는, 산출한 우측 차륜 속도 지령값(VR)을, 구동회로(44R)를 거쳐 우측 차륜 구동 유닛(14R)에 대하여 출력한다. 차륜 구동 유닛(14R)은, 우측 차륜 속도 지령값(VR)에 의거하여 차륜 구동모터를 제어하여, 우측 차륜(13R)의 회전을 제어한다.

이상과 같이 하여, 제어장치(46)는, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어하여, 좌우의 차륜(13L, 13R)에 회전차를 일으키게 한다. 이에 의하여, 원하는 차속도 및 선회방향에서, 동축 이륜차(10)의 선회주행을 제어할 수 있다.

예를 들면, 선회 제어부(46c)는, 상기 식(3)의 게인값(G)을 감소시킴으로써, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시킬 수 있다. 이것에 의하여, 좌측 차륜 속도 지령값 (VL)과 우측 차륜 속도 지령값(VR)의 차가 감소하여, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회전차가 감소하는 것으로, 동축 이륜차(10)의 선회 반경을 증가시킬 수 있다.

그런데, 종래의 동축 이륜차가 주행하고 있는 상태에서, 예를 들면, 탑승자가 선회 조작링을 조작하여, 동축 이륜차를 선회시키면, 그 원심력에 의하여, 선회바깥쪽으로 전도될 염려가 생긴다. 특히, 탑승자가 갑자기 선회 조작링을 조작한 경우, 탑승자가 차체에 대하여, 그 중심 위치를 선회 안쪽으로 경사시킨다는 예비동작이 부족되기 때문에, 상기한 바와 같이 선회 바깥쪽으로 전도될 염려가 생길 수 있다.

그래서, 본 실시형태 3에 관한 동축 이륜차(10)에서, 제어장치(46)는, 주행 시에, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라 선회 제어를 행하는 경우, 통상보다 선회 반경을 증가시키도록, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어한다.

이에 의하여, 선회 시의 원심력을 적절하게 억제할 수 있기 때문에, 예를 들면, 탑승자가 주행 시에 선회 조작링(37)을 갑자기 조작한 경우에도, 선회 바깥쪽으로 전도되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 동축 이륜차(10)의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 제어장치(46)는, 주행 시에, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라 선회 제어를 행하는 경우, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상이 될 때, 차속도(V)가 증가함에 따라 게인값(G)을 점감시키는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 동축 이륜차(10)의 선회 시에 있어서의 원심력을 적절하게 억제할 수 있다.

더욱 구체적으로는, 제어장치(46)는, 주행 시에, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라 선회 제어를 행하는 경우, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상이 될 때, 차속도(V)에 반비례시켜, 게인값(G)을 점감시키는 것이 바람직하다(도 10).

환언하면, 제어장치(46)는, 주행 시에, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라 선회 제어를 행하는 경우, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상이 될 때, 차속도(V)와 게인값(G)의 곱이 일정값이 되도록, 게인값 (G)을 변화시키는 것이 바람직하다. 또한, 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 미만이 될 때는, 게인값(G)은 일정값(C)으로 되어 있다.

이에 의하여, 게인값(G)을 차속도(V)에 대하여 원활하게 변화시킬 수 있다. 따라서, 선회 조작링(37)의 조작에 따른 동축 이륜차(10)의 선회상태를, 더욱 자연스럽고 또한 원활하게 할 수 있기 때문에, 더욱 양호한 조작성을 실현할 수 있다.

또, 도 10에 나타내는 바와 같이, 차속도(V)가 고속도 영역에 있는 경우, 그 차속도(V)에 대응하는 게인값(G)은 0 이 되지 않고, 작은 값에 수속된다. 따라서, 동축 이륜차(10)는, 고속도 영역에서도 약간 선회를 행하기 때문에, 안전을 목적으로 하여 선회가 제한되어 있는 것을, 탑승자는 자연스럽게 감지할 수 있다.

다음에, 본 실시형태 3에 관한 동축 이륜차(10)의 제어처리 흐름에 대하여 설명한다. 도 11은, 본 실시형태 3에 관한 동축 이륜차의 제어처리 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 선회 조작링(37)은, 탑승자에 의해 회동 조작되면, 그 조작량 및 조작방향에 따른 조작신호를, 제어장치(46)에 대하여 출력한다(단계 S100).

다음에, 제어장치(46)의 선회 제어부(46c)는, 주행 중이고, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상인지의 여부를 판단한다(단계 S101). 선회 제어부(46c)는, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상이 아니라고 판단되었을 때(단계 S101의 NO), 도 10에 나타내는 바와 같이, 게인값(G)을 일정값(C)으로 하고(단계 S102), 하기(단계 S104)로 이행한다.

한편, 선회 제어부(46c)는, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상이라고 판단되었을 때(단계 S101의 YES), 도 10에 나타내는 바와 같이, 차속도(V)에 반비례시켜, 게인값(G)을 점감시키고(단계 S103), 하기(단계 S104)로 이행한다.

이와 같이, 차속도(V)에 반비례시켜 게인값(G)을 점감시킴으로써, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시키고, 좌측 차륜 속도 지령값(VL)과 우측 차륜 속도 지령값(VR)과의 차를 감소시켜, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회전차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 동축 이륜차(10)의 선회 시에 있어서의 선회 반경을 증가시켜, 그 원심력을 적절하게 억제할 수 있다.

선회 제어부(46c)는, 상기 산출된 게인값(G)과, 선회 조작링(37)으로부터의 조작량(X)에 의거하여, 선회속도 지령값(Vr)을 산출한다(단계 S104).

다음에, 선회 제어부(46c)는, 제어부(46b)로부터의 자세속도 지령값(Vp)과, 산출한 선회속도 지령값(Vr)에 의거하여, 좌우의 차륜 속도 지령값(VL, VR)을 산출하고, 구동회로(44L, 44R)를 거쳐, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)에 출력한다(단계 S105). 각 차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 좌우의 차륜(13L, 13R)을 제어하여, 원하는 차속도 및 선회방향에서, 동축 이륜차(10)의 선회 주행을 제어한다(단계 S106).

이상, 본 실시형태 3에 관한 동축 이륜차(10)에서, 제어장치(46)는, 주행 시에, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라 선회 제어를 행하는 경우, 통상보다 선회 반경을 증가시키도록, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어한다. 이에 의하여, 동축 이륜차(10)의 선회 시에 있어서의 원심력을 적절하게 억제할 수 있기 때문에, 탑승자가 주행 시에 선회 조작링(37)을 갑자기 조작한 경우에도, 선회 바깥쪽으로 전도되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 동축 이륜차(10)의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또, 예를 들면, 상기 실시형태 3에서, 제어장치(46)는, 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 제 1 문턱값(Va) 이상이 될 때, 차속도(V)에 비례시켜, 게인값(G)을 점감시킴과 함께, 차속도(V)가 제 2 문턱값(Vb) 이상이 될 때, 게인값(G)을 약 0으로 설정하여도 된다(도 12). 또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 게인값(G)은, 차속도(V)에 대하여, 충분히 완만한 경사를 가진 1차식으로 점감하는 것으로 한다.

또한, 상기 실시형태 3에서, 제어장치(46)는, 주행 시에, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 따라 선회 제어를 행하는 경우, 게인값(G)을 감소시킴으로써, 통상보다 선회 반경을 증가시키고 있으나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호에 대한 조작감도를 저하시킴으로써 선회 반경을 증가시켜도 된다. 즉, 선회 시의 선회 반경을 증가시킬 수 있고, 동축 이륜차(10)의 원심력을 적절하게 억제할 수 있으면, 임의의 방법이 적용 가능하다.

발명의 실시형태 4.

도 13은, 본 발명의 실시형태 4에 관한 동축 이륜차의 시스템 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 본 실시형태에 관한 동축 이륜차(10)는, 차량 본체(12)와, 차륜(13L, 13R)과, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)과, 조작레버(15)와, 제어장치(46)를 구비하고 있다.

조작레버(15)의 회동 지지축(25)에는, 각도 검출센서(31)가 설치되어 있다. 각도 검출센서(31)로서는, 예를 들면, 포텐시오미터나 바리콘구조의 센서 등을 적용할 수 있다. 각도 검출센서(31)는, 탑승자에 의해 선회하고 싶다고 생각하는 원하는 방향으로 조작레버(15)가 회동되었을 때, 그 조작량 및 조작방향을 검출한다(도 7). 각도 검출센서(31)는, 검출한 조작량 및 조작방향에 따른 조작신호를, 제어장치(46)에 대하여 공급한다. 그리고, 제어장치(46)는, 각도 검출센서(31)로부터의 조작신호에 따라, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)의 구동을 제어하여, 좌우의 차륜(13L, 13R)에 회전차를 일으키게 한다. 이에 의하여, 동축 이륜차(10)는, 원하는 차속도 및 방향으로 선회 주행할 수 있다.

핸들 레버(36)의 다른쪽 돌기부의 상단부에는, 동축 이륜차(10)를 감속정지시키기 위한 정지 스위치(38)가 설치되어 있다. 정지 스위치(38)는, 제어장치(46)에 브레이크 제어를 실행시키는 트리거가 되는, 브레이크 제어개시 트리거신호를 발생시키는 스위치이다.

탑승자가 정지 스위치(38)를 누르면, 정지 스위치(38)는, 브레이크 제어개시트리거신호를 제어장치(46)에 대하여 공급한다. 제어장치(46)는, 정지 스위치(38)로부터의 브레이크 제어개시 트리거신호에 따라, 동축 이륜차(10)를 감속시키는 브레이크 제어의 실행을 개시한다.

또한, 제어장치(46)는, 정지 스위치(38)로부터의 브레이크 제어개시 트리거신호에 따라, 브레이크 제어를 실행함과 함께, 탑승자의 하차를 보조하는 하차 보조제어를 실행하여도 된다. 제어장치(46)는, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호, 자세센서 유닛(45)으로부터의 검출신호, 각도 검출센서(31)로부터의 조작신호, 정지 스위치(38)로부터의 브레이크 제어개시 트리거신호, 스텝센서(39)로부터 발 검출신호 등에 의거하여 소정의 연산처리를 실행하고, 필요한 제어신호를, 1쌍의 차륜 구동 유닛(14L, 14R)에 대하여 출력한다.

제어장치(46)에는, 선회 조작링(37)으로부터의 조작신호와, 각도 검출센서(31)로부터의 조작신호와, 자세센서 유닛(45)으로부터의 검출신호와, 정지 스위치(38)로부터의 브레이크 제어개시 트리거신호와, 스텝센서(39)로부터 발 검출신호가 공급된다.

그런데, 자연스러운 조타감을 얻을 목적으로, 제어장치(46)는, 통상, 차속도검출부(46a)에 의해 검출되는 차속도(V)가 증가함에 따라, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어를 행한다. 그러나, 이 선회 제어만으로는, 종래의 동축 이륜차에 있어서, 예를 들면, 선회 중에 브레이크(감속) 제어가 실행되어 차속도가 저하되면, 선회 반경이 감소하기 때문에, 차량의 롤링 인(rolling-in) 동작이라는 부자연스런 동작을 일으키게 된다. 이 부자연스런 롤링 인 동작에 의해 동축 이륜차의 조작성이 저하하여, 안전성의 저하를 초래할 염려가 생기고 있다.

그래서, 본 실시형태 4에 관한 동축 이륜차(10)에서, 제어장치(46)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 선회 반경의 감소를 억제시키는 선회 제어를 행한다. 이에 의하여, 상기한 바와 같은 선회 중의 감속 시에 있어서의 부자연스런 롤링 인 동작을 억제할 수 있다. 따라서, 더욱 자연스러운 조작성을 실현할 수 있고, 동축 이륜차(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 제어장치(46)의 선회 제어부(46c)는, 통상 주행 시에 있어서, 게인값(G)을 일정값(C)으로 설정하고[도 14의 (1)], 상기 식(2) 및 식(3)을 이용하여, 선회속도 지령값(Vr)을 산출한다. 한편으로, 선회 제어부(46c)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 [브레이크 제어개시 시각(t1)]을 판단하면, 시간에 비례하여 게인값(G)을 감소시킨다[도 14의 (2)].

이에 의하여, 선회속도 지령값(Vr)이 감소하여, 좌측 차륜 속도 지령값(VL)과 우측 차륜 속도 지령값(VR)의 차가 감소하고, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회전차가 감소한다. 따라서, 동축 이륜차(10)의 선회 반경의 감소를 억제할 수 있어, 상기 선회 중의 감속 시에 있어서의 부자연스런 롤링 인 동작을 억제할 수 있다.

또, 선회 제어부(46c)는, 브레이크 제어의 실행 개시 후, 당해 브레이크 제어가 종료하여 차속도(V)가 약 0 이 되는 브레이크 제어 종료 목표시각(t2)에, 게인값(G)이 0 이 되도록 설정을 행한다. 또한, 브레이크 제어의 실행 개시 후, 노면 (E)으로부터의 외란(요철 등), 탑승자의 자세의 흐트러짐 등에 기인하여, 브레이크제어 종료 목표시각(t2)보다 일찍, 동축 이륜차(10)가 정지할 가능성이 있다. 따라서, 이 경우를 고려하여, 선회 제어부(46c)는, 실제로는, 브레이크 제어 종료 목표시각(t2)보다 전에, 게인값(G)이 0 이 되도록 설정을 행하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 실시형태 4에 관한 동축 이륜차(10)의 제어처리 흐름에 대하여, 설명한다. 도 15는, 본 실시형태 4에 관한 동축 이륜차의 제어처리 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

탑승자가 정지 스위치(38)를 누르면, 브레이크 제어개시 트리거신호가 제어장치(46)에 대하여 공급된다. 제어장치(46)는, 브레이크 제어개시 트리거신호에 따라, 동축 이륜차(10)를 감속시키는 브레이크 제어의 실행을 개시한다(단계 S100).

다음에, 제어장치(46)의 선회 제어부(46c)는, 선회 조작링(37)[또는 각도 검출센서(31)]으로부터의 조작신호에 의거하여, 동축 이륜차(10)가 선회 중인지의 여부를 판단한다(단계 S101).

선회 제어부(46c)는, 동축 이륜차(10)가 선회 중이 아니라고 판단되었을 때(단계 S101의 NO), 게인값(G)을 일정값(C)으로 하고(단계 S102), 하기(단계 S104)로 이행한다.

한편, 선회 제어부(46c)는, 동축 이륜차(10)가 선회 중이라고 판단하였을 때(단계 S101의 YES), 도 14의 (2)에 나타내는 바와 같이, 시간에 비례하여 게인값 (G)을 감소시키고(단계 S103), 하기(단계 S104)로 이행한다.

이와 같이, 시간에 비례하여 게인값(G)을 감소시킴으로써, 선회속도 지령값 (Vr)를 감소시키고, 좌측 차륜 속도 지령값(VL)과 우측 차륜 속도 지령값(VR)의 차를 감소시켜, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회전차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 동축 이륜차(10)의 브레이크 제어 실행 시에 있어서의 선회 반경의 감소를 억제하여, 감속 시에 선회 주행 궤적이 선회 안쪽으로 말려드는 것을 적절하게 억제할 수 있다.

다음에, 선회 제어부(46c)는, 상기 산출된 게인값(G)과, 선회 조작링(37)으로부터의 조작량(X)에 의거하여, 선회속도 지령값(Vr)을 산출한다(단계 S104).

그 후, 선회 제어부(46c)는, 제어부(46b)로부터의 자세속도 지령값(Vp)과, 산출한 선회속도 지령값(Vr)에 의거하여, 좌우의 차륜 속도 지령값(VL, VR)을 산출하고, 구동회로(44L, 44R)를 거쳐, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)에 대하여 출력한다(단계 S105).

차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회동을 제어하여, 원하는 차속도 및 선회방향에서, 동축 이륜차(10)의 선회 주행을 제어한다(단계 S106).

이상, 본 실시형태 4에 관한 동축 이륜차(10)에 있어서, 제어장치(46)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 시간에 비례하여 게인값 (G)을 감소시켜, 선회 반경의 감소를 억제시키는 선회 제어를 행한다. 이것에 의하여, 선회 중의 감속 시에 있어서의 부자연스런 롤링 인 동작을 억제할 수 있다. 따라서, 더욱 자연스러운 조작성을 실현할 수 있고, 동축 이륜차(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

발명의 실시형태 5.

상기 실시형태 4에 관한 동축 이륜차(10)의 제어장치(46)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 시간에 비례하여 게인값(G)을 감소시키고 있으나, 본 실시형태 5에 관한 동축 이륜차(10)의 제어장치(46)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 차속도(V)에 비례하여 게인값(G)을 감소시킨다(도 16).

더욱 구체적으로는, 선회 제어부(46c)는, 먼저, 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(V1)를 유지한다. 그리고, 선회 제어부(46c)는, 그 차속도 (V1)와 게인값(G)[=일정값(C)]에 의거하여, 선회 중의 브레이크 제어 시에 있어서의 게인값(G)과 차속도(V) 사이의 비례계수(α)(α=C/V1)를 산출하고, 게인값(G)과 차속도(V)의 관계식 (6)을 도출한다.

*게인값(G) = 차속도 V·(C/V1) 식(6)

선회 제어부(46c)는, 상기 식 (6)에 의해 산출한 게인값(G)에 의거하여, 상기 식 (2) 및 식 (3)을 이용하여, 선회속도 지령값(Vr)을 산출한다. 이에 의하여, 브레이크 제어의 실행에 의하여 차속도(V)가 저하함에 따라, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시키고, 좌측 차륜 속도 지령값(VL)과 우측 차륜 속도 지령값(VR)의 차를 감소시켜, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회전차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 동축 이륜차(10)의 브레이크 제어 실행 시에 있어서의 선회 반경의 감소를 억제하여, 감속시에 선회 주행 궤적이 선회 안쪽으로 말려드는 것을 억제할 수 있다.

또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(V2)가 어느 정도 클 때는[도 16의 일점 쇄선(3)], 더욱 큰 감속이 가능해진다. 따라서, 적절한 구배로 게인값(G)을 감소시키고, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시킴으로써, 적절한 선회 제어를 행할 수 있다. 한편으로, 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(V3)가 작을 때는[도 16의 점선(4)], 급격하게 게인값(G)이 감소하고, 선회속도 지령값(Vr)이 감소하게 된다.

그래서, 선회 제어부(46c)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, (a) 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 소정값(Va) 미만일 때, 시간이 경과함에 따라 게인값(G)을 감소시키고, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시키는, 한편, (b) 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 소정값(Va) 이상일 때, 차속도 (V)가 저하함에 따라 게인값(G)을 감소시키고, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시킨다. 이에 의하여, 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(VL)가 작을 때에 있어서의, 더욱 자연스러운 선회 제어를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태 5에 관한 동축 이륜차(10)에 있어서, 다른 구성은, 본 실시형태 4에 관한 동축 이륜차(10)와 대략 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

도 17은, 본 실시형태 5에 관한 동축 이륜차의 제어처리 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 탑승자가 정지 스위치(38)를 누르면, 브레이크 제어개시 트리거신호가 제어장치(46)에 대하여 공급된다. 제어장치(46)는, 브레이크 제어개시 트리거신호에 따라, 브레이크 제어의 실행을 개시한다(단계 S200).

다음에, 제어장치(46)의 선회 제어부(46c)는, 선회 조작링(37)[또는 각도 검출센서(31)]로부터의 조작신호에 의거하여, 동축 이륜차(10)가 선회 중인지의 여부를 판단한다(단계 S201). 선회 제어부(46c)는, 동축 이륜차(10)가 선회 중이 아니라고 판단되었을 때(단계 S201의 NO), 게인값(G)을 일정값(C)으로 하고(단계 S202), 하기(단계 S206)로 이행한다.

한편, 선회 제어부(46c)는, 동축 이륜차(10)가 선회 중이라고 판단되었을 때(단계 S201의 YES), 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(V)가 소정값(Va) 이상인지의 여부를 판단한다(단계 S203).

선회 제어부(46c)는, 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(V)가 소정값(Va) 이상이라고 판단되었을 때(단계 S203의 YES), 도 16에 나타내는 바와 같이, (b) 차속도(V)가 저하함에 따라 게인값(G)을 감소시키고(단계 S204), 하기(단계 S206)로 이행한다.

한편, 선회 제어부(46c)는, 브레이크 제어의 실행 개시 시에 있어서의 차속도(V)가 소정값(Va) 이상이 아니라고 판단되었을 때(단계 S203의 NO), 도 14에 나타내는 바와 같이, (a) 시간이 경과함에 따라 게인값(G)을 감소시키고(단계 S205),하기(단계 S206)로 이행한다.

다음에, 선회 제어부(46c)는, 상기 산출된 게인값(G)과, 선회 조작링(37)으로부터의 조작량(X)에 의거하여, 선회속도 지령값(Vr)을 산출한다(단계 S206).

그 후, 선회 제어부(46c)는, 제어부(46b)로부터의 자세속도 지령값(Vp)과, 산출한 선회속도 지령값(Vr)에 의거하여, 좌우의 차륜 속도 지령값(VL, VR)을 산출하고, 구동회로(44L, 44R)를 거쳐, 차륜 구동 유닛(14L, 14R)에 대하여 출력한다(단계 S207).

차륜 구동 유닛(14L, 14R)은, 좌우의 차륜(13L, 13R)의 회동을 제어하여, 원하는 차속도 및 선회방향에서, 동축 이륜차(10)의 선회 주행을 제어한다(단계 S208).

이상, 본 실시형태 5에 관한 동축 이륜차(10)에서, 제어장치(46)는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, (a) 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 소정값(Va) 미만일 때, 시간이 경과함에 따라 게인값(G)을 감소시키고, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시키는 한편, (b) 차속도 검출부(46a)로부터의 차속도(V)가 소정값(Va) 이상일 때, 차속도(V)가 저하함에 따라 게인값(G)을 감소시키고, 선회속도 지령값(Vr)을 감소시킨다. 이에 의하여, 동축 이륜차(10)의 브레이크 제어 실행 시에 있어서의 선회 반경의 감소를 억제하고, 선회 중의 감속 시에 있어서의 부자연스런 롤링 인 동작을 억제할 수 있다. 따라서, 더욱 자연스러운 조작성을 실현할 수 있어, 동축 이륜차(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

이상, 실시형태를 참조하여 본원 발명을 설명하였으나, 본원 발명은 상기에 의하여 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 구성이나 상세하게는, 발명의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 여러가지 변경을 할 수 있다.

예를 들면, 상기 실시형태 4 및 5에서, 제어장치(46)는, 선회 중에 브레이크제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 게인값(G)을 감소시킴으로써 선회 반경의 감소를 억제하고 있으나, 이것에 한정하지 않고, 선회 조작링(37) 또는 각도 검출센서(31)[조작레버(15)]로부터의 조작신호에 대한 조작감도를 저하시킴으로써 선회 반경의 감소를 억제하여도 된다.

즉, 선회 중의 브레이크 제어 시에 있어서, 선회 반경의 감소를 억제할 수 있고, 동축 이륜차(10)의 부자연스런 롤링 인 동작을 억제할 수 있으면, 임의의 방법이 적용 가능하다.

또, 상기 실시형태 4 및 5에서, 제어장치(46)는 정지 스위치(38)로부터의 브레이크 제어개시 트리거신호를 트리거로 하여, 브레이크 제어의 실행을 개시하고 있으나, 이것에 한정되지 않고, 임의의 트리거신호에 따라, 브레이크 제어의 실행을 개시하여도 된다.

1 : 검출기 2 : 선회 조작장치
3 : 제어장치 4 : 구동 유닛
5 : 통지장치

Claims (9)

1. 차속도를 검출하는 차속도 검출부와,
   상기 차속도 검출부에 의하여 검출되는 상기 차속도가 증가함에 따라, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어를 행하는 선회 제어부를 구비하고,
   탑승자를 태워 이동하는 동축 이륜차에 있어서,
   상기 선회 제어부는,
   선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 시간이 경과됨에 따라, 또는, 상기 차속도 검출부에 의해 검출된 상기 차속도가 저하함에 따라, 이륜간의 차륜 속도차를 결정하는 선회속도 지령값을 감소시킴으로써, 선회 반경의 감소를 억제하는 선회 제어를 행하며,
   게인값을 감소시킴으로써, 상기 선회속도 지령값을 감소시키고 있고, 상기 차속도가 0 이 될 때 상기 게인값이 0 이 되도록 설정을 행하는 동축 이륜차.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면,
   (a) 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도가 소정값 미만일 때, 시간이 경과함에 따라, 이륜간의 차륜 속도차를 결정하는 선회속도 지령값을 감소시키고,
   (b) 상기 차속도 검출부로부터의 상기 차속도가 소정값 이상일 때, 상기 차속도가 저하함에 따라, 상기 선회속도 지령값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차.
6. 제 1항에 있어서,
   탑승자를 태우는 스텝부와,
   상기 스텝부에 연결되어, 당해 동축 이륜차를 조작하기 위한 조작 레버부와,
   상기 조작 레버부에 설치되어, 당해 동축 이륜차의 선회를 조작하기 위한 선회 조작부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 선회 제어부는, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 상기 조작 레버부 또는 상기 선회 조작부로부터의 조작신호에 대한 조작감도를 저하시킴으로써, 상기 선회 반경의 감소를 억제하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차.
8. 제 1항에 있어서,
   당해 동축 이륜차의 자세값을 검출하는 자세센서와,
   상기 자세센서에 의해 검출된 상기 자세값에 의거하여, 자세속도 지령값을 산출하는 제어부와,
   상기 제어부로부터의 상기 자세속도 지령값과, 상기 선회 제어부로부터의 선회속도 지령값으로부터 산출되는 차륜 속도 지령값에 의거하여, 차륜을 회전구동하는 차륜 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 동축 이륜차.
9. 차속도를 검출하는 차속도 검출공정과,
   상기 차속도 검출공정에서 검출되는 상기 차속도가 증가함에 따라, 선회 반경을 증가시키는 선회 제어를 행하는 선회 제어공정을 포함하고, 탑승자를 태워 이동하는 동축 이륜차의 제어방법에 있어서,
   상기 선회 제어공정에서, 선회 중에 브레이크 제어의 실행을 개시하였다고 판단되면, 시간이 경과됨에 따라, 또는, 상기 차속도 검출공정에 의해 검출된 상기 차속도가 저하함에 따라, 이륜간의 차륜 속도차를 결정하는 선회속도 지령값을 감소시킴으로써, 선회 반경의 감소를 억제하는 선회 제어를 행하며,
   게인값을 감소시킴으로써, 상기 선회속도 지령값을 감소시키고 있고, 상기 차속도가 0 이 될 때 상기 게인값이 0 이 되도록 설정을 행하는 동축 이륜차의 제어방법.

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